椎间孔镜治疗腰椎间盘突出症患者术后复发的个体化预警模型的建立

邱洪波，唐 乐，何 甜，丁 茜，曹炯哲

（1.西安交通大学第一附属医院麻醉手术部，陕西西安 710061；2.西安市长安区医院骨科，陕西西安 710100）

随着当代生活方式的不断改变，长时间、高强度工作使腰椎间盘突出症（lumbar disc herniation,LDH）发病率逐年增多。长时间硬膜囊以及神经根的压迫导致患者下肢以及腰背部出现麻木、酸痛以及乏力等症状，严重降低了患者的生活质量[1]。有关资料显示，我国LDH发病率约为7.62%，大部分轻中度患者可采取保守治疗，而重度或经保守治疗无效的患者可采取手术治疗[2]。传统的开放髓核摘除手术虽疗效可靠，但由于手术对韧带以及椎旁肌肉损伤较大、术中需要切除椎板骨质等问题可能破坏患者脊柱稳定性，现已逐渐被经皮椎间孔镜髓核摘除术（per⁃cutaneous endoscopic lumbar discectomy,PELD）等微创手术替代[3]。PELD除可克服传统开放手术的缺点外，还具有术前准备时间短、神经损伤小、出血量少以及患者舒适度较高等优点[4]。然而，即使脊柱外科技术不断发展，但随着PELD手术病例数的不断增加，术后仍无法避免复发以及并发症的发生[5]。因此，了解LDH患者PELD后复发的危险因素，并在早期采取相应的预防措施，对降低患者复发率具有重要意义。列线图是在多因素回归分析基础上可同时将多个危险指标绘制在同一个平面图上，并以直观的图形对风险发生情况预测的模型，具有定量化预测结局事件的临床价值[6]。本研究主要基于列线图模型构建影响LDH患者PELD后复发的危险因素，为临床手术的术前评估和适应证选择提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料顺序选取2017年1月−2020年1月西安交通大学第一附属医院骨科收治的124例行PELD治疗的LDH患者为研究对象。根据患者术后是否复发将患者分为发生组（22例）与未发生组（102例）。LDH诊断标准[7]：①具有反复发作性腰痛及下肢放射痛的症状，查体发现有神经损害症状；②具有相应的CT、MRI等影像学异常，确诊为LDH。LDH术后复发标准：术后患者神经症状明显改善，但6个月后患者同一部位再次出现明显的神经损害症状，结合影像学检查确认为手术同一节段椎间盘突出复发。纳入标准：①符合LDH诊断标准，行PELD治疗；②所有患者均为单一节段突出；③术后3个月以上症状均显著改善，复发患者在3个月后再次出现LDH症状；④患者知情同意并自愿参与本研究。排除标准：①合并心脑肾等严重器质性病变；②术后合并感染、神经损伤等严重并发症；③合并中枢神经系统疾病存在认知功能障碍；④临床资料不全。共纳入124例患者，年龄35～71岁，平均（44.29±11.87）岁。

1.2 观察指标通过医院信息系统采集所有患者临床资料，具体包括性别、年龄、体质量指数（body mass index,BMI）、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、外伤史、病程、突出类型、突出位置、椎间盘退变程度（interverte⁃bral disc degeneration grade,IDDG）、矢状面旋转程度、矢状面滑移程度、椎间盘高度、工作强度和手术节段等资料信息。

1.3 统计学分析所有数据均采用SPSS 26.0进行统计分析，其中计数资料采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。采用R（R3.6.1）软件包和rms程序包建立相应的列线图模型。采用Bootstrap法做内部验证，并通过验证集完成外部验证，采用一致性指数（C-index）、校正曲线和ROC曲线对模型的预测能力进行评价。

2 结 果

2.1 患者基本资料分析两组患者（n=124）的年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、外伤史、病程、椎间盘突出类型、IDDG、矢状面旋转程度、矢状面滑移程度、工作强度和手术节段的差异有统计学意义（P<0.05，表1）。

2.2 多因素Logistic回归分析结果根据患者术后是否复发将患者分为发生组与未发生组，通过一般基本信息资料对比结果，对年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、外伤史、病程、椎间盘突出类型、IDDG、矢状面旋转程度、矢状面滑移程度、工作强度和手术节段等数据进行二元Logistic回归分析，结果表明：BMI、吸烟史、饮酒史、外伤史、椎间盘突出类型、矢状面旋转程度、矢状面滑移程度和手术节段的P值大于0.05，因此予以剔除，筛选出年龄（OR=−3.993，95%CI：0.002～0.210）、糖尿病史（OR=−4.463，95%CI：0.001～0.160）、病 程（OR=1.393，95%CI：1.128～14.378）、IDDG（OR=1.209，95%CI：1.006～11.157）、工 作 强 度（OR=2.291，95%CI：2.375～41.150）为LDH患者PELD术后复发的风险因素，且具有统计学意义（P<0.05，表2）。

自变量赋值，年龄（≥75岁=0，<75岁=1）；糖尿病史（有=0，无=1）；病程（<6个月=0，6～12个月=1，>12个月=2）；IDDG（轻度=0，中度=1，重度=2）；工作强度（轻体力=0，中体力=1，重体力=2）。

2.3 LDH患者PELD术后复发风险模型的建立与验证基于筛选出的独立危险因素建立了预测LDH患者PELD术后是否复发的列线图模型（图1）。并通过将建模集原始数据重复抽样1 000次后（Boot⁃strap法）对模型进行内部验证，对比建模集与验证集的结果显示：建模集和验证集的C-index指数分别为0.944（95%CI：0.902～0.963）和0.969（95%CI：0.911～0.978）；两组的校正曲线均与标准曲线拟合较好（图2A）；两组ROC曲线下面积（AUC）分别为0.944和0.969（图2B），证明本次模型具有良好的预测精准度。

图1 预测腰椎间盘突出症患者经皮椎间孔镜髓核摘除术后复发的风险模型Fig.1 A model to predict the risk of recurrence in patients with lumbar disc herniation after percutaneous foraminal endoscopic nucleus pulposus excision

图2 列线图模型建模集（A）与验证集（B）的校正ROC曲线分析Fig.2 Calibration ROC curve analysis of the line diagram model of the modeling set(A)and the validation set(B)

3 讨 论

LDH是骨科门诊最常见、最多发的疾病之一，是引起腰腿痛的最常见病因，严重影响患者的正常工作与生活，降低生活质量[8]。治疗LDH的传统开放手术是经后路腰椎椎间融合内固定术，其疗效确切，但这种传统术式存在诸多弊端，包括创伤大、手术时间长、术中出血多、手术风险高、并发症多、术后恢复慢、住院时间长等，而且对脊柱稳定结构破坏多，存在内固定术后临近节段退变、长期慢性腰痛等问题，由此增加了患者的痛苦和经济负担[9]。PELD正是克服了上述问题，现已成为临床医师与患者普遍能接受的手术方式。与传统的开放手术相比，PELD术后住院时间短，可早期下床进行功能锻炼，术后疼痛感轻，对骨、肌肉和韧带结构的损伤小，可在局麻下进行，患者经济负担更轻[10]。杨剑等[11]研究显示，采用PELD治疗LDH患者的有效率高达97.8%，患者术后疼痛症状明显降低，且安全性高。尽管PELD术后并发症较少，但随着病例数的增多，术后复发已成为临床医师主要关注的问题。有关资料显示，PELD术后复发率为0%～12.0%[12]。因此，明确LDH患者PELD术后复发的危险因素，并在早期进行积极预防具有重要作用。

本研究采用单因素和多因素回归分析法筛选出年龄、糖尿病史、病程、工作强度、IDDG为影响LDH患者PELD后复发的危险因素（P<0.05）。本研究结果显示，年龄越大的LDH患者术后复发的风险越大，考虑可能与年龄越大，椎间盘较易发生退变有关。有资料显示，随着年龄的增长，椎间盘弹性与髓核含水量开始逐渐下降，随后椎间盘发生不同程度的退变，年龄大于40岁的人群术后复发率明显高于39岁以下人群[13-14]。糖尿病一直是威胁人类健康的慢性疾病之一，也是本研究的另一危险因素，其增加LDH患者术后复发风险主要与患者椎间盘周围血管发生狭窄有关，阻碍了椎间盘血管神经营养物质的代谢与转运，延缓脊柱纤维环的修复过程，同时也加速了椎间盘的退变过程[15]。有关研究发现，慢性糖尿病对血管具有不可逆损害，可减小椎间盘血管腔，影响营养物质的代谢[16]。病程作为本研究结果显示的另一危险因素，资料显示，80%的LDH患者可通过严格的保守治疗取得显著疗效，保守治疗的时限为3个月，若效果仍不显著可采取手术治疗[17]。若手术治疗时患者处于进展早期，肌肉及神经损伤迅速解除后患者预后较好，然而多数患者在就医时病程较长，疾病已经处于较为严重的阶段，此时术后恢复时间就越长，疗效就越差。若患者病程超过12个月，手术效果将会受到影响，进而导致LDH的复发[18]。因此，LDH患者应及早就医。LDH患者术后3个月内要求严格卧床休息、佩戴腰围并辅以功能锻炼，提示LDH患者术后工作强度对预后具有重要影响[19]。工作强度也作为本研究的独立危险因素。SHIMIA等[20]研究发现，LDH患者术后工作强度过高或体力活动过重是疾病复发的高危因素，椎间隙的压力剧烈增加使得髓核组织再次突出，进而复发。IDDG对LDH患者术后复发的影响与患者的年龄、糖尿病病史存在一定的关系。有关研究发现，中度椎间盘退变对患者术后复发的风险较高。DORA等[21]研究认为，术前中度椎间盘退变的LDH患者术后复发的风险是重度患者的6.8倍，主要认为中度椎间盘退变的LDH患者髓核摘除术后的椎间盘代偿性作用相对减弱，而术后退变成分较多，复发风险增加。

本研究基于筛选出的危险因素建立了预测LDH患者PELD后复发的列线图模型，为保证预测的准确性，采取内外部验证方法对模型进行了预测效能检验，结果显示建模集和验证集的C-index指数分别为0.944（95%CI：0.902～0.963）和0.969（95%CI：0.911～0.978）；复发组与未复发组校正曲线均与标准曲线拟合较好，两组ROC的AUC分别为0.944和0.969，证明所建立模型具有良好的预测精准度。本研究构建的列线图模型可清晰反映LDH患者PELD后复发的各项危险因素的影响程度，具有使用方便、直观连续的优势。临床可根据患者在列线图中的各项指标获取相应赋分值，通过函数转换关系得出LDH患者PELD后复发的预测概率，从而完成对患者复发风险情况的个体化定量化预测。

综上所述，年龄、糖尿病史、病程、工作强度、IDDG是影响LDH患者PELD后复发的危险因素，基于危险因素建立的列线图模型可有效预测和量化LDH患者PELD后复发的风险，有助于医护人员理解模型的临床意义，从而进一步改善LDH患者的预后。